(57)【要約】【課題】熱衝撃を受けても角部の割れを抑制又は防止することができる耐火物を提供することにある。【解決手段】下部ノズル３０の上端外周面の全周には面取り部３０ｂが形成されている。流出孔３０ａの流出口（下端開口）の内周縁の全周には、面取り部３０ｃが形成されている。下部ノズル３０の下端外周面の全周には面取り部３０ｄが形成されている。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
複数の面を有し、１０００℃以上の高温溶湯用に使用される耐火物において、
互いに交差する面と面との間に形成される角部に面取り部が形成されていることを特徴とする耐火物。
【請求項２】
前記面取り部は、断面円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の耐火物。
【請求項３】
前記面取り部は、半径０．１ｍｍ以上、１ｍｍ未満のＲを有するように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の耐火物。
【請求項４】
前記面取り部は、半径１ｍｍ以上、５ｍｍ未満のＲを有するように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の耐火物。
【請求項５】
前記面取り部は、半径５ｍｍ以上、１０ｍｍ未満のＲを有するように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の耐火物。
【請求項６】
前記面取り部は、半径１０ｍｍ以上のＲを有するように形成されていることを特徴とする請求項２に記載の耐火物。
【請求項７】
前記面取り部は、テーパ面を有するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の耐火物。
【請求項８】
前記面取り部は、断面視した場合、外形線が折れ線状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の耐火物。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は耐火物に関し、特に１０００℃以上の高温の金属の溶湯用に使用される耐火物に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、１０００℃以上の金属の溶湯用に使用される耐火物は、取鍋や炉に使用されている。例えば、製鉄用耐火物は、該耐火物同士を並べて使い、目地の厚みを小さくして互いに隣接して配置されている。そして、従来は、製造者は、上記の耐火物において、面と面とが交差する角部がピン角（直角）となるように形成するようにしている。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、１０００℃以上の金属の溶湯用に使用される耐火物は、溶湯に接触すると常温（例えば２５℃）から１０００℃以上の温度変化があって熱衝撃を受けるため、従来はピン角を有する角部に熱応力による割れを生ずる問題があった。特に、取鍋や、炉等に使用される耐火物は、均一な原料から形成されたファインセラミックスとは異なり、不均一な材料からなるれんがで形成されることが多いことから、熱衝撃により割れが発生しやすい。
【０００４】
本考案の目的は、熱衝撃を受けても角部の割れを抑制又は防止することができる耐火物を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記問題点を解決するために、本考案は、複数の面を有し、１０００℃以上の高温溶湯用に使用される耐火物において、互いに交差する面と面との間に形成される角部に面取り部が形成されていることを特徴とする耐火物を要旨とするものである。
【０００６】
本考案の耐火物によれば、互いに交差する面と面との間に形成される角部に面取り部が形成されていることにより熱衝撃があっても角部には面取り部が設けられているため、角部の割れが抑制又は角部の割れが防止される。
【０００７】
この場合、前記面取り部は、断面円弧状に形成されることが好ましい。
又、前記面取り部は、半径０．１ｍｍ以上、１ｍｍ未満のＲを有するように形成されていてもよい。半径０．１ｍｍ以上、１ｍｍ未満のＲを有する面取り部は、角部の割れが抑制される。或いは、前記面取り部は、半径１ｍｍ以上、５ｍｍ未満のＲを有するように形成されていてもよい。半径１ｍｍ以上、５ｍｍ未満のＲの面取り部を有すると、０．１ｍｍ以上、１ｍｍ未満のＲを有する面取り部よりも、さらに角部の割れが抑制される。
【０００８】
さらに、前記面取り部は、半径５ｍｍ以上、１０ｍｍ未満のＲを有するように形成されていてもよい。半径５ｍｍ以上、１０ｍｍ未満のＲの面取り部を有すると、１ｍｍ以上、５ｍｍ未満のＲを有する面取り部よりも、さらに角部の割れが抑制される。
【０００９】
又、前記面取り部は半径１０ｍｍ以上のＲを有するように形成されていてもよい。半径１０ｍｍを越えると、角部の割れが防止される。
又、面取り部は前記断面円弧状に形成する代わりに、テーパ面を有するように形成されていてもよい。
【００１０】
さらに、前記面取り部は、縦断面視した場合、外形線が折れ線状に形成されていてもよい。
【考案の効果】
【００１１】
本考案の耐火物によれば、熱衝撃を受けても角部の割れを抑制又は防止することができる効果を奏する。
【考案を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本考案の耐火物をスライディングノズル装置２０等を含む注湯系ノズルＮの下部ノズル３０に具体化した一実施形態を図１を参照して説明する。
図１に示すように溶鋼を貯留する取鍋Ｌの底部に注湯系ノズルＮが設けられている。注湯系ノズルＮは取鍋Ｌの底部の開口部Ｌａに挿入された上部ノズル１０と、上部ノズル１０の下端開口側に流入口側が接続するスライディングノズル装置２０と、スライディングノズル装置２０の流出口側に流入口側が接続するコレクターノズルとしての下部ノズル３０を有する。下部ノズル３０には図示はしないが、公知のロングノズルが取着されている。
【００１３】
上部ノズル１０は、耐火物として、焼成した耐火レンガから略裁頭円錐台形状をなすように形成されている。前記耐火レンガは本実施形態ではアルミナ質から形成されているが、この材質に限定されるものではなく、耐火性の材質であればよい。上部ノズル１０のノズル孔１１は上下方向に延出されて貫通されるとともに、横断面円形に形成されている。  
【００１４】
又、上部ノズル１０の下端面にはダボ収納凹部１９が形成されている。ダボ収納凹部１９の内頂部は平面に形成されるとともにノズル孔１１の下端開口が形成されている。
上部ノズル１０の下端周壁外周面には、鉄材よりなる円形リング状のバンド１２が図示しないモルタルを介して取着されている。上部ノズル１０は、取鍋Ｌの開口部Ｌａの周縁上面に設けられた羽口レンガ４０の内孔４１に対してモルタル４２を介して固定されている。
【００１５】
又、スライディングノズル装置２０は、取鍋Ｌの底部下面に対して金枠２３を介して取り付けされた上プレート２１と、該上プレート２１に対して密接された下プレート２２とを有する。該上プレート２１及び下プレート２２は耐火物として、焼成した耐火レンガにて略四角平板上に形成されている。上プレート２１の上面に設けられたダボ２４は、上部ノズル１０の下端面に設けられたダボ収納凹部１９に嵌合されている。そして、下プレート２２は上プレート２１で密接した状態で、図１において、水平方向に摺動可能に設けられている。
【００１６】
上プレート２１のダボ２４には、流出孔２１ａが上下方向に延出されて通過するように形成されており、その流入口側はノズル孔１１の下部の下端開口と連通するように配置されている。
【００１７】
又、下プレート２２には、上プレート２１の流出孔２１ａと連通可能に設けられた流出孔２２ａが貫通形成されている。
そして、スライディングノズル装置２０は、下プレート２２が水平方向に摺動されて流出孔２１ａ，２２ａを連通させる開放位置（図１参照）と、図示はしないが流出孔２１ａ，２２ａ間を遮断する閉鎖位置に位置することが可能とされている。そして、下プレート２２が開放位置に位置することにより各流出孔２１ａ、２２ａが連通されて溶鋼の流路を形成することができる。
【００１８】
上プレート２１と下プレート２２は、例えば、アルミナ−炭素系の耐火物で、焼成することにより形成されているが、この材質に限定されるものではなく、耐火性の材質であればよい。
【００１９】
下部ノズル３０は、耐火物として、焼成した耐火レンガから略円筒状をなすように形成されている。下部ノズル３０はその上面に設けられたダボ収納凹部３１に対して、下プレート２２のダボ２５が嵌合して取付けされている。そして、下部ノズル３０は下プレート２２の流出孔２２ａと同軸に設けられた流出孔３０ａを有しているとともに下プレート２２と一体に連結されている。すなわち、流出孔３０ａの流出孔３０ａの流入口側は下プレート２２の流出孔２２ａの流出口側と接続されている。そして、下部ノズル３０は下プレート２２が移動した際には、下プレート２２と一体に移動する。
【００２０】
又、下部ノズル３０の上端外周面の全周には面取り部３０ｂが形成されている。すなわち、面取り部３０ｂは下部ノズル３０の外周面と上端面の平面とが交差する角部において形成されている。本実施形態では面取り部３０ｂは半径Ｒ（＝１０ｍｍ）を有するように縦断面円弧状に形成されている。
【００２１】
又、流出孔３０ａの流出口（下端開口）の内周縁の全周には、面取り部３０ｃが形成されている。すなわち、面取り部３０ｃは流出孔３０ａの内周面と下部ノズル３０の下端面の平面とが交差する流出口の角部において形成されている。本実施形態では面取り部３０ｃは半径Ｒ（＝１０ｍｍ）を有するように縦断面円弧状に形成されている。
【００２２】
さらに、下部ノズル３０の下端外周面の全周には面取り部３０ｄが形成されている。すなわち、面取り部３０ｄは下部ノズル３０の外周面と下端面の平面とが交差する角部において形成されている。本実施形態では面取り部３０ｄは半径Ｒ（＝１０ｍｍ）を有するように縦断面円弧状に形成されている。
【００２３】
なお、前述した各面取り部３０ｂ，３０ｃ，３０ｄの形成は、下部ノズル３０の型を形成する段階で行っても良く、或いは、焼成した後、研削加工して形成してもよい。
さて、上記スライディングノズル装置２０を含む注湯系ノズルＮでは、鋳造時に下部ノズル３０が図１の開放位置に位置すると、取鍋Ｌから高温（溶鋼の場合、１６３０℃）の金属の溶湯が上部ノズル１０、スライディングノズル装置２０、下部ノズル３０及びロングノズルを介してタンデッシュ（ともに図示しない）に注がれる。このとき、スライディングノズル装置２０の開放量が調整されることにより溶湯の流量速度は調整される。そして、タンデッシュ中の溶湯（金属）は酸化防止のために空気に触れないようにして、タンデッシュから、さらに図示しない浸漬ノズルを介してモールドへ移され、鋳片が形成される。
【００２４】
さて、本実施形態によれば、以下のような特徴がある。
（１）  上記スライディングノズル装置２０を含む注湯系ノズルＮでは、鋳造時に下部ノズル３０が図１の開放位置に位置すると、取鍋Ｌから高温（溶鋼の場合、１６３０℃））の金属の溶湯が上部ノズル１０、スライディングノズル装置２０、下部ノズル３０及びロングノズルを介してタンデッシュ（ともに図示しない）に注がれる。
【００２５】
この場合、下部ノズル３０には面取り部３０ｂ，３０ｃ，３０ｄが設けられている。このため、１０００℃以上の高温溶湯による熱衝撃が下部ノズル３０に加わっても、面取り部３０ｂ，３０ｃ，３０ｄにより熱衝撃による熱応力が緩和される。この結果、下部ノズル３０の上下両端の角部の割れを抑制、或い割れの防止ができる。
【００２６】
（試験例）
図２は、直方体のれんが（試験耐火物）の角部に、断面円弧状（半径Ｒ）をなす面取り部を設け、熱衝撃を後述する試験方法により加えたときの、面取り部における割れ発生率を測定したものである。
【００２７】
なお、各試験耐火物は、アルミナ質の原料から直方体に型で成型して焼成した後、先端部に０ｍｍ、１ｍｍ、５ｍｍ、７ｍｍ、１０ｍｍ、２０ｍｍの半径Ｒを有する断面円弧状の面取り部をそれぞれ有するように機械加工した。又、試験れんが（試験耐火物）の大きさは、４０（ｍｍ）×４０（ｍｍ）×１６０（ｍｍ）とし、各面取り部の大きさ毎に、３個作成した。
【００２８】
試験方法は、図５に示すように１２００℃に保持した電気炉５０中に試験れん５２（試験耐火物）の先端部を、炉蓋５１の挿入孔５１ａから挿入して１０分間保持し、その後該試験レンガ５２を抜き取り空冷する。これを５回繰り返した後、亀裂の状態を目視で観察した。
【００２９】
図２に示すように、半径Ｒが０ｍｍの場合、すなわち、面取り部を設けずに、従来と同様に角部を直角にした場合は、割れ発生率は、１．１％であったが、半径１ｍｍの面取り部した場合、約半分の０．６％に激減した。又、半径５ｍｍの面取り部の場合には、０．３％に減少し、半径７ｍｍの面取り部の場合には、約０．１％に減少し、半径１０ｍｍ以上の面取り部にすると、割れ発生率は０％となった。
【００３０】
このように、面取り部の半径は、１０ｍｍ以上が最も好ましいが、面取り部の半径Ｒが０．１ｍｍ以上、１ｍｍ未満であっても、角部の割れ発生を抑制できることが分かる。又、面取り部の半径Ｒが１ｍｍ以上、５ｍｍ未満の場合には、さらに角部の割れ発生を抑制できることが分かる。又、面取り部の半径Ｒが５ｍｍ以上、１０ｍｍ未満の場合、さらに角部の割れ発生を０％近くまで抑制できることが分かる。さらに、面取り部の半径Ｒを１０ｍｍ以上にすると、角部の割れの発生を防止できることが分かる。
【００３１】
なお、前記実施形態では、下部ノズル３０の耐火物に具体化したが、本考案は、前記実施形態の構成に限定されるものではない。
○  本考案が対象とする耐火物の形状は限定されるものではない。例えば、図３（ａ）、（ｂ）に示すように耐火物１００を直方体に形成したものでも良い、この場合、図３（ａ）の例は、一側面側の角部の周縁に面取り部１０１〜１０４がテーパ面を有するように形成された例である。勿論、この直方体状の耐火物に対して、全ての角部（計８個）に対して、面取り部を形成してもよく、或いはそのうちの２つ以上の組合せした角部に対して面取り部を形成するようにしてもよい。
【００３２】
又、面取り部は、半径Ｒを有する円弧状に形成してもよく、或いは、テーパー面としてもよい。又、図３（ｃ）に示すように面取り部１０１〜１０４を断面視した場合、外形線が折れ線状に形成するようにしてもよい。
【００３３】
○  さらに、他の実施形態として、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、円柱状の耐火物２００に形成したものでもよい。この例では、耐火物２００の上端面の周部の角部にテーパー面を面取り部２０１として形成したものである。勿論、耐火物２００の下端面の周部の角部に対して面取り部をさらに形成してもよい。この場合の面取り部もテーパー面、断面円弧状の面取り部としてもよいことは勿論のことである。
【００３４】
○  本考案の角部に面取り部が形成された耐火物を、取鍋や、炉を構成する耐火物として適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本考案を具体化した一実施形態の下部ノズルを含む注湯系ノズルＮの断面図。
【図２】割れ発生率のグラフ。
【図３】（ａ）は他の実施形態の耐火物の斜視図、（ｂ）同じく耐火物の平面図、（ｃ）は他の実施形態の面取り部の断面図。
【図４】（ａ）は他の実施形態の耐火物の斜視図、（ｂ）同じく耐火物の平面図。
【図５】試験方法の説明図。
【符号の説明】
【００３６】
３０…下部ノズル（耐火物）、３０ｂ，３０ｃ，３０ｄ…面取り部、１００…耐火物、
１０１〜１０４…面取り部、２００…耐火物、２０１…面取り部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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